El gravímetro de la superficie lunar ( LSG ) fue un experimento científico lunar que se esperaba encontrar evidencia de ondas gravitacionales y medir la deformación de marea viscoelástica de la Luna por la Tierra y el Sol . El experimento, que no funcionó según lo previsto, fue desplegado en la superficie de la Luna por los astronautas del Apolo 17 el 12 de diciembre de 1972.
El objetivo principal del LSG era facilitar la detección de ondas gravitacionales y verificar los resultados con un instrumento terrestre. En la época del programa Apolo, se creía que sólo los objetos más grandes (en tamaño más que en masa) del universo , como estrellas y galaxias , generarían ondas gravitacionales de magnitud suficiente para ser detectables. [1] El instrumento se construyó basándose en una predicción de que la deformación y la respuesta elástica de un objeto a escala planetaria a las ondas gravitacionales que lo atraviesan y cualquier respuesta armónica inducida serían detectables por un gravímetro . [1] Si bien la Tierra podría funcionar como una "antena", es un cuerpo sísmica y geomórficamente activo, lo que resulta en un entorno extremadamente "ruidoso". [1] El investigador principal del experimento LSG inventó el instrumento de ondas de gravedad del tipo barra Weber , de los cuales dos estaban en funcionamiento durante el tiempo de despliegue del Apolo 17 . Se pretendía que el instrumento LSG funcionara junto con los instrumentos de barra Weber en la Tierra para categorizar mejor las observaciones aparentes vistas por ellos. [1] De hecho, el instrumento convertiría la Luna en una antena de ondas gravitacionales. [2]
El instrumento es un gravímetro que consiste principalmente en una masa ajustable sobre una palanca con resorte unida a la electrónica de medición del instrumento. [1] El gravímetro fue diseñado para medir respuestas sísmicas en un rango entre 0 y 16 Hz. [1] La masa se podía ajustar mediante la adición o eliminación de pesos, lo que permitiría probar el experimento en la gravedad terrestre para demostrar su funcionalidad y también operar en la gravedad lunar sin modificar el dispositivo. [1] La electrónica de medición estaba impulsada principalmente por un trío de placas de condensador . Se fijaron dos placas en paralelo al marco del experimento y una tercera placa entre ellas unida a la palanca con resorte . [1] Para regular la temperatura del instrumento, se colocó un protector solar estático para reducir la acumulación excesiva de calor, un calentador interno evitó el frío extremo, un orificio en la parte superior del instrumento permitió la radiación del exceso de calor al espacio y aislamiento en la parte inferior del instrumento. impidió la transferencia de calor desde la superficie lunar. [3] El experimento requirió que su temperatura operativa se mantuviera a 323 K (50 °C; 122 °F). [3]
El experimento fue implementado en la superficie de la Luna por los astronautas del Apolo 17 Gene Cernan y Harrison Schmitt el 12 de diciembre de 1972. Después del despliegue del LSG, se descubrió que los pesos de calibración del instrumento se habían fabricado utilizando un valor incorrecto para la gravedad de la Luna, lo que significaba que no eran lo suficientemente pesados para poder proporcionar los ajustes necesarios al sensor del instrumento. A pesar de los esfuerzos de los astronautas del Apolo 17, la capacidad del LSG para medir ondas gravitacionales quedó inoperable. Posteriormente, Schmitt reveló que el equipo de Joseph Weber se había negado a probar este dispositivo de una manera que emulara la gravedad lunar, para proteger la naturaleza patentada del instrumento. [4]
Los ajustes al sensor significaron que podría usarse como un sismógrafo de baja fidelidad, que así fue como funcionó durante el resto de su vida operativa. [1] El instrumento experimentó grandes desviaciones de sus temperaturas operativas deseadas tanto en marzo de 1974 como en julio de 1975. [5] En ambos casos, el instrumento volvió a su temperatura operativa y continuó enviando datos. [5]
Debido al fallo del instrumento y a que sólo podía funcionar como un sismómetro de baja fidelidad , el instrumento no logró identificar ninguna oscilación inducida por ondas gravitacionales en la Luna ni correlacionó ninguna observación realizada por los detectores en la Tierra. [5] [6] El equipo de Weber no transfirió ninguna de las mediciones tomadas entre 1972 y 1976, y su grupo de investigación no publicó ningún artículo, aunque Russell Tobias completó un doctorado basado en datos de este experimento. En el informe final del instrumento, se afirmó que las computadoras utilizadas para analizar los datos del experimento fueron recuperadas por la NASA, [1] aunque esto se aplica a muchos experimentos científicos lunares.
Una investigación de 2015 exploró el valor del LSG como gravímetro de superficie. Una reevaluación de los datos encontró que el instrumento detectó terremotos lunares profundos y poco profundos y eventos de impacto. La investigación sugirió que la combinación de los datos del sismógrafo LSG y Apollo podría aumentar la resolución y la comprensión de la estructura interna de la Luna. [7]
Si bien el experimento fracasó en sus objetivos, se propuso un experimento conceptualmente similar basado en las respuestas teorizadas de un cuerpo planetario a las ondas gravitacionales, conocido como Antena de ondas gravitacionales lunares. [8]
Medios relacionados con el gravímetro de la superficie lunar en Wikimedia Commons